Question

水上飛機是一種可以在水面上起飛、降停的飛機，在許多情況下起著重要的作用．如圖所示，一靜止在湖面上的水上飛機起落架下有兩個浮筒，每個浮筒可看作一個3m×2m×2m的長方體，飛機不載貨物時浮筒有一半體積露出水面，滿載貨物時要求浮筒至少要有體積露出水面．
（1）飛機的升力主要來自空氣對機翼的作用，你知道機翼的橫截面圖可能是下面哪一個嗎？
（2）當飛機滿載靜止在湖面上時，浮筒底部受到水的壓強和所載貨物重各為多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）流線型在空中飛行，產生向上的力還是向下的力，主要比較上下的壓強，比較上下的空氣流速；
（2）根據公式P=ρgh可求滿載貨物時浮筒底部受到水的壓強：空載時受到的浮力等于自身的重力；所載物重等于滿載時受到的浮力減去空載時受到的浮力．
解答：解：（1）在相同時間內，經過流線型的下方的路程比經過上方路程短，空氣流速小壓強大，流線型在壓強差下，產生向上的升力；
故選D；
（2）滿載貨物時浮筒底部受到水的壓強P=ρgh=10³kg/m³×9.8N/kg××2m=1.47×10⁴Pa；
所載物重：G=2F′-2F=2（F′-F）=2（ρgv-ρgv）=2××10³kg/m³×9.8N/kg×3m×2m×2m=5.88×10⁴N．
答：當飛機滿載靜止在湖面上時，浮筒底部受到水的壓強為1.47×10⁴Pa；所載貨物重5.88×10⁴N．
點評：本題考查液體壓強、浮力等的計算，關鍵是對物體受力進行分析，還考查了流體壓強與流速的關系．